CN1739994B - 轮内电动机的外壳结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮内电动机的外壳结构，通过组合多个分段式外壳形成所述外壳结构，所述外壳结构至少容纳用于旋转车轮的电动机，所述外壳结构包括悬架侧分段式外壳，其具有用于将所述外壳结构固定到悬架系统的固定凸台；和连接侧分段式外壳，其连接到所述悬架侧分段式外壳且具有在与形成所述固定凸台的位置对应的位置中形成的连接凸台。

Description

轮内电动机的外壳结构

技术领域

本发明一般地涉及轮内电动机的外壳结构，更具体而言，涉及轮内电动机的外壳结构，轮内电动机可以通过该外壳结构牢固地附装到悬架系统。

背景技术

近年来，电动机已被用作车辆的驱动源并将被更广泛地使用。更具体地，电动机直接安装在车轮内作为驱动源的轮内电动机成为可行的。轮内电动机通常具有其中电动机、减速机构、控制电路等容纳在统一的外壳内的结构。此外壳连接到悬架系统的滑柱等。

从生产率或组装性的观点出发，容纳组件的外壳，例如轮内电动机的外壳，可以由多个分段的外壳组成。例如，容纳组件的外壳可以由具有开口部分的盒形分段式外壳和覆盖该开口部分的封盖型分段式外壳形成。可以通过将两个盒形分段式外壳的开口部分装配到彼此形成容纳组件的外壳。通过将电动机或减速齿轮安装到盒形分段式外壳中，并接着由另一个盒形或封盖型分段式外壳将电动机或减速齿轮所安装的空间基本密封，来完成这些外壳的结构。

在将通过组合这些分段式外壳形成的外壳连接并固定到悬架系统等的情况中，固定凸台从分段式外壳中的一个凸出以被紧固到悬架系统的支架部分。参见日本专利申请公开No.5-338446。

不过，在上面讨论的结构中，由车轮支撑的车辆的重量集中在分段式外壳的连接部分。为了使悬架系统的性能充分的发挥，优选地是将悬架系统的弹簧以下的部分的重量制造得较轻。由于此，并不优选的是大大提高分段式外壳或连接部分的区域的厚度。而是，需要各种手段以使得构件被制造得足够厚以获得连接部分的足够的强度或刚度。

发明内容

因此，本发明的总的目的是提供一种创新和实用的轮内电动机的外壳结构，其中消除了上述的一个或多个问题。

本发明的另一个且更具体的目的是提供一种轮内电动机的外壳结构从而可以以简单的结构获得连接部分的足够的强度和刚度。

通过一种轮内电动机的外壳结构达到了本发明的上述目的，通过组合多个分段式外壳形成所述外壳结构，所述外壳结构至少容纳用于旋转车轮的电动机，所述外壳结构包括：

悬架侧分段式外壳，其具有用于将所述外壳结构固定到悬架系统的固定凸台；和

连接侧分段式外壳，其连接到所述悬架侧分段式外壳且具有在与形成所述固定凸台的位置对应的位置中形成的连接凸台。

轮内电动机至少包括电动机。轮内电动机也可以包括例如减速齿轮和控制基板。轮内电动机可以仅包括电动机。例如，在轮内电动机包括减速齿轮的情况中，电动机外壳用作连接侧分段式外壳而齿轮外壳用作悬架侧分段式外壳。通过组合这两个外壳形成轮内电动机外壳。在轮内电动机仅包括电动机的情况中，电动机外壳用作连接侧分段式外壳而覆盖电动机外壳的开口部分的封盖外壳用作悬架侧分段式外壳。通过组合这两个外壳形成轮内电动机的外壳。在轮内电动机的外壳结构中，电动机外壳用作悬架侧分段式外壳而齿轮外壳用作连接侧分段式外壳。此外，分段式外壳的数量是可选的。可以通过组合必要数量的分段式外壳形成轮内电动机的外壳。

根据此结构，直接固定到悬架系统的悬架侧分段式外壳的固定凸台和在与形成固定凸台的位置对应的位置中形成的连接侧分段式外壳的连接凸台被连接使得悬架侧分段式外壳和连接侧分段式外壳连接。通过连接凸台可以确保悬架侧分段式外壳和连接侧分段式外壳的互相连接的强度和刚度。由于在与形成固定凸台的位置对应的位置形成连接凸台，所以可以最小化外壳的尺寸和重量。

此外，连接侧分段式外壳经由悬挂侧分段式外壳间接连接到悬架系统。因此，在悬架系统、连接侧分段式外壳、和悬挂侧分段式外壳之间不需要高的机加工精度。只需要确保在悬架系统和连接侧分段式外壳之间，以及在连接侧分段式外壳和悬挂侧分段式外壳之间的精度。因此，在确保轮内电动机的外壳的强度和刚度的同时，可以确保分段式外壳的生产率和简单组装。

也可以通过一种轮内电动机的外壳结构达到本发明的以上目的，通过组合多个分段式外壳形成所述外壳结构，所述外壳结构至少容纳用于旋转车轮的电动机，所述外壳结构包括：

多个分段式外壳，其具有用于将所述外壳结构固定到悬架系统的固定凸台。

根据此结构，具有固定凸台的两个或多个分段式外壳直接固定到悬架系统，可以容易地确保连接部分的强度和刚度。此外，直接连接的分段式外壳分别具有固定凸台。因此，可以确保悬架系统到外壳的宽的装配跨度并从而可以坚固并稳定地将外壳固定到悬架系统。

在结合附图阅读时，从以下详细描述中，本发明的其他目的、特征和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施例的轮内电动机的外壳结构和轮内电动机的内部结构的剖视图；

图2是示出本发明的第一实施例的示意图，其中轮内电动机的外壳结构连接到麦弗逊式(滑柱式)悬架系统；

图3是图2示出的外壳结构的主视图；

图4(a)和(b)是示出本发明的第二实施例的示意图，其中与图2示出的的轮内电动机的结构不同的轮内电动机的外壳结构连接到麦弗逊式(滑柱式)悬架系统；和

图5(a)和(b)是示出本发明的第三实施例的示意图，其中轮内电动机的外壳结构连接到梁式悬架系统。

具体实施方式

以下参考图1至图5给出对本发明的实施例说明。

[第一实施例]

在此实施例中的轮内电动机的外壳结构通过组合多个分段式外壳形成。至少作为轮内电动机的驱动源的电动机被容纳在组合的外壳内部。如果必要，可以容纳除电动机之外的减速齿轮、控制基板等。在此情况中，外壳内部的容纳空间可以是单个的室。取决于分段式外壳的组合可以准备多个室使得电动机、减速齿轮、控制基板等可以容纳在不同的室中。取决于电动机、减速齿轮、控制基板等的可选择组合，例如，电动机和控制基板可以容纳在相同的室中。

图1是示出本发明的第一实施例的轮内电动机100的内部结构(包括电动机和减速齿轮)的剖视图。虽然控制基板可以容纳在与用于电动机的空间相同的空间中，但是省略了控制基板的图示。车辆侧的控制设备侧(未示出)可以具有控制基板的功能。

如图1所示，在用于车辆的轮内电动机中，轮胎102被安装到的车轮104通过轮毂螺母106固定到轮毂轮108。在此实施例中，轮毂轮108固定到输出轴112以与输出轴一起旋转，输出轴112从形成为连接侧分段式外壳的电动机外壳110凸出。电动机114容纳在电动机外壳110的内部。齿轮外壳120连接和固定到电动机外壳110的车辆侧的侧表面。齿轮外壳120用作悬架侧分段式外壳，其容纳减速齿轮118，减速齿轮118接收电动机114的转子116的旋转。因此，在图1示出的例子中，轮内电动机100的外壳由两个分段式外壳形成，即电动机外壳110和齿轮外壳120。由电动机114产生的旋转输出经由减数齿轮118传输到输出轴112和车轮104使得通过此传输的旋转力使车轮104与轮胎102一起旋转。

电动机外壳110具有碗形构造，其中开口部分形成在图1中的左侧处。开口部分122形成在车轮104的一侧处使得从齿轮外壳120延伸的输出轴112可以插入开口部分122中。轴承124设置在开口部分122处并且输出轴112可以在电动机外壳110中旋转。

考虑到使悬架(未示出)的簧下重量较轻以及其耐久性和制造悬架中的方便性，作为例子，电动机外壳110由铝压铸成型。

环形定子130固定到电动机外壳110的内壁表面。转子116设置在定子130的内部。输出轴112可旋转地容纳在转子116的内部。

在定子130中，例如多个具有板形构造的磁性钢板被层叠。定子130由环形铁芯132a和三相磁场线圈132b形成。铁芯132a由在中心方向(即转子116的中心方向)上延伸的槽部和齿部交替地形成。铁芯132a的各个齿部被磁场线圈132b缠绕。磁场线圈132b布置在形成定子130的铁芯132a的内周侧。因此，考虑到磁场线圈132b的安装，优选的是在磁场线圈132b安装后，铁芯132a作为在径向上分段为多个部分的分段式铁芯而以环形组装。通过在指定的时间按序将电流供应到已安装的磁场线圈132b，在定子130中产生旋转的磁场使得转子116可以旋转。

布置在定子130的内周侧的转子116具有插入孔116a使得输出轴112可以可旋转地插入位于转子116中心的插入孔116a中。插入孔116a沿着输出轴112的整个轴长度形成。通过布置在插入孔116a处的多个轴承134，输出轴112可以独立地逆着转子116旋转。转子116由面向定子130的大直径部分和延伸到减速齿轮118侧的小直径部分形成。多个永磁体136以均匀的间隔布置在转子116的大直径部分的外周表面处。基于由定子130产生的旋转磁场经由永磁体136重复地施加吸引力和排斥力，使得转子116在指定的方向上以指定的速度旋转。

开口部分126形成在齿轮外壳120和电动机外壳110的固定表面上使得转子116可以插入开口部分126中。轴承128布置在开口部分126处且转子116被可旋转地支撑在齿轮外壳120上。转子116的小直径部分延伸在齿轮外壳120的内部。与减速齿轮118的第一齿轮138a啮合的转子齿轮140形成在转子116的小直径部分的头端部。优选的是齿轮外壳120，以及电动机外壳110，由例如铝压铸成型。在齿轮外壳120中，支撑第一齿轮138a的齿轮轴142由多个轴承144可旋转地支撑。具有小直径的第二齿轮138b固定到齿轮轴142。此外，第二齿轮138b与具有大直径并固定到输出轴112的第三齿轮138c啮合。因此，转子116的旋转力传输到输出轴112同时通过减速齿轮118将转速减小到指定速度且增加了旋转力的转矩，使得车轮104和轮胎102旋转。输出轴112由布置在齿轮外壳120内部的轴承146可旋转地支撑使得可以实现平稳的旋转驱动。在图1所示结构的情况中，固定凸台148均匀地形成在齿轮外壳120的上部以连接到例如悬架系统的滑柱支架(未示出)。因此，轮内电动机100经由固定凸台148固定到悬架系统。

在这样的轮内电动机100中，通过从电动机控制部分输出的基于加速踏板的宽度或车辆驾驶员对制动踏板的操作的转矩命令，指定量的交流电流供应到定子130的磁场线圈132b。作为此结果，定子130产生旋转磁场以使转子116旋转。也就是，轮胎102在指定的方向以指定的速度与车轮104一起被驱动。

图2是示出用于将轮内电动机100连接到形成悬架系统的一部分的滑柱200的结构的示意图。图3是电动机外壳110和齿轮外壳120的主视图。如图2所示，固定凸台148形成在齿轮外壳120的上部。固定凸台148通过螺栓206牢固地固定到滑柱支架204，其固定到滑柱200的滑柱壳202。

在另一方面，在电动机外壳110中，在与齿轮外壳120的固定凸台148对应的位置中与电动机外壳110一起形成连接凸台150。电动机外壳110通过多个螺栓152连接到齿轮外壳120。除此之外，通过将连接凸台150和固定凸台148经由螺栓154连接，将电动机外壳110坚固并稳定地固定到齿轮外壳120使得可以确保足够的连接强度和刚度。特别地，可以在电动机壳体110中为连接凸台150和固定凸台148的连接部分提供比螺栓152的布置位置更宽的空间。因此，可以提供更大的接触面积并使用具有足够大紧固力的螺栓154。虽然在图3所示的情况中使用了单个螺栓154，但是如果必要可以使用多个螺栓。

如果不存在连接凸台150，那么电动机外壳110与齿轮外壳120只在圆筒厚度部分处接触而因此难以获得足够的连接强度和刚度。为在此状态中获得足够的强度，可能需要接触部分变厚。这可能引起整个外壳的大尺寸或大重量使得悬架系统的性能降低。

根据此实施例，由于在与将外壳固定到悬架系统所需的固定凸台相对应的位置中形成连接凸台150，所以可以最小化外壳的尺寸和重量。用于附装连接凸台150的固定凸台148的尺寸是足够确保用于连接电动机外壳110和齿轮外壳120所需的强度和刚度的尺寸。因此，可以容易设计连接凸台150。

只有固定凸台148直接连接到悬架系统。电动机外壳110的连接凸台150没有紧固到悬架系统。也就是，电动机外壳110经由连接凸台150和固定凸台148间接地连接到悬架系统。因此，不需要用于组合悬架系统、齿轮外壳120、和电动机外壳110的高机加工精度。也就是，只需要悬架系统和齿轮外壳120之间的精度、以及齿轮外壳120和电动机外壳110之间的精度。因此，由于只需要两个部分之间的精度，所以不仅可以容易地制造各个部件而且也可以进行容易符合轮内电动机所需条件的设计。此外，可以容易地进行组装工作。

[第二实施例]

图4(a)和图4(b)示出了本发明的第二实施例，更具体地，本发明的外壳结构的另一个例子。图4(a)示出的例子，其电动机和减速器的布置与图1和图2示出的例子相反。也就是，在此实施例中，电动机外壳110布置为悬架侧分段式外壳而齿轮外壳120布置为连接侧分段式外壳。与形成在电动机外壳110中的固定凸台148相对的位置中形成连接凸台150且可以获得图2所示的情况中相同的效果。

图4(b)中示出了不包括减速齿轮的轮内电动机的例子。在此情况中，容纳电动机的电动机外壳110的封盖构件110a布置为悬架侧分段式外壳。电动机外壳110布置为连接侧分段式外壳。在与形成在封盖构件110a中的固定凸台148相对应的位置中形成连接凸台150且可以获得图2所示的情况中相同的效果。因此，不需要用于组合悬架系统、齿轮外壳120、和电动机外壳110的高机加工精度。因此，可以容易地制造和组装各个部件。

[第三实施例]

图2和图4示出了作为悬架系统例子的滑柱式悬架系统。图5示出了本发明的第三实施例，更具体地，示出了轮内电动机100的外壳装配在梁式悬架系统的例子。

图5(a)是从车轮的后侧观察的轮内电动机的后视图。如同图1所示的结构的例子，通过将作为分段式外壳的容纳电动机的电动机外壳110和容纳减速齿轮的齿轮外壳120组合，形成图5所示的轮内电动机。如果必要，可以组合两个或多个分段式外壳。如图5(a)和图5(b)所示，在此实施例中，两个或多个分段式外壳具有对应的联合的固定凸台156和158用于固定悬架系统。通过螺栓166经由从梁式悬架系统的梁部160延伸的臂部162以及臂部支架164，紧固固定凸台156和158。也就是，通过其两者都直接连接到悬架系统的分段式外壳，形成轮内电动机100。具有固定凸台的各个分段式外壳直接连接到悬架系统使得可以容易地确保足够为悬架系统和轮内电动机100之间的连接部分获得必需的强度和刚度的装配跨度。

在图5(a)和图5(b)所示的例子中，形成轮内电动机的电动机和减速齿轮的布置可以是相反的且作为分段式外壳的电动机外壳和齿轮外壳的布置可以是相反的。可以仅由电动机形成轮内电动机且分段式外壳可以由封盖构件和电动机外壳形成。在此情况中，可以获得在图5(a)和图5(b)所示的例子中相同的效果。

本发明不限于这些实施例，而是可以进行变化和修改而不偏离本发明的范围。

例如，分段式外壳的构造不限于上面讨论的实施例。只要悬架侧分段式外壳具有固定凸台且连接侧外壳具有位于与固定凸台对应位置处的连接凸台，那么其他部件的构造可以可选地选择并获得如上讨论的相同的效果。相似地，只要两个或多个分段式外壳分别具有固定凸台，那么其他部件的构造可以可选地选择并获得在图5(a)和图5(b)所示的例子中讨论的相同效果。

图1示出的轮内电动机的结构只是本发明的例子。只要轮内电动机包括容纳在外壳中的电动机，那么电动机的结构和装配的减速齿轮的结构是可选的且可以获得如上讨论的相同效果。

本专利申请是基于2004年8月25日提交的日本在先专利申请No.2004-245886，其整个内容通过引用而被包含于此。

Claims (2)

1.一种轮内电动机的外壳结构，通过组合多个分段式外壳形成所述外壳结构，所述外壳结构至少容纳用于旋转车轮的电动机，所述外壳结构包括：

悬架侧分段式外壳，其具有用于将所述外壳结构固定到悬架系统的固定凸台；和

连接侧分段式外壳，其连接到所述悬架侧分段式外壳且具有在与形成所述固定凸台的位置对应的位置中形成的连接凸台，

其中，所述悬架侧分段式外壳由固定部件通过所述固定凸台固定到所述悬架系统；

通过使所述连接凸台与所述固定凸台彼此接触，所述连接侧分段式外壳通过固定部件而固定到所述悬架侧分段式外壳；

所述固定凸台既用于将所述悬架系统与所述悬架侧分段式外壳彼此固定，又用于将所述悬架侧分段式外壳与所述连接侧分段式外壳彼此固定。

2.如权利要求1所述的轮内电动机的外壳结构，

其中所述悬架侧分段式外壳是所述连接侧分段式外壳的封盖构件，且

所述固定凸台形成在所述封盖构件中。

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